CH110191A - Einrichtung zur Wärmeableitung bei in Isolationsmasse eingegossenen Hochspannungsspulen. - Google Patents

Description

      Einriehtung   <B>zur</B> Wärmeableitung bei in Isolationsmasse eingegossenen  Hochspannungsspulen.    Es ist bekannt, dass die unter Hochspan  nung stehenden Spulen von Transformatoren  und dergleichen statt durch die allgemein ver  wendete Ölisolation auch durch Eingiessen in  Isolationsmasse isoliert werden können.  



  Die gebräuchlichen     Isolationsausgussmassen     besitzen im festen Zustande ein bedeutend  grösseres Isolationsvermögen als die Trans  formatorenöle und ermöglichen demgemäss ge  ringere Isolationsabstände und kleinere Ab  messungen der Spule oder des Transformators.  



  Demgegenüber besitzen die     Ausgussmassen     aber den Nachteil der geringeren Wärme  leitung und besteht die Gefahr lokaler über  mässiger Erwärmungen, welche Zerstörung der       Spulenisolation    herbeiführen können.  



  Die nachbeschriebene     Einrichtung    ermög  licht nun die Beseitigung dieses Nachteils  und die     Gleichstellung    der     Masseisolation    mit  der     Olisolation.     



  Das Grundprinzip der Einrichtung besteht  darin, die     Ausgussmasse    ausschliesslich zur  elektrischen Isolation zu benützen, zur Ab  leitung der Wärme dagegen gutleitende    Wärmewege einzubauen. Bei dein Einbau  gut wärmeleitender Teile besteht die Gefahr,  dass die Isolation gestört wird, da die gut  leitenden Materialien im allgemeinen auch  gute elektrische Leiter sind. Die Anordnung  wird für Hochspannungsspulen verwendet, so  dass bei der Verteilung der wärmeableitenden       Körper    darauf Rücksicht zu nehmen ist, dass  in der Richtung der     Spulenachse    ein hohes  elektrostatisches Potentialgefälle besteht.  



  Dieses Potentialgefälle nimmt von einem  Ende der Spule bis zu dem andern Ende in  der Richtung der     Spulenachse    linear zu. Es  werden sich somit innerhalb der Spule und  in deren Nähe . elektrostatische Kraftlinien  ausbilden, die nahezu parallel zur Spulen  achse verlaufen. Baut man in die Spule und  in deren Nähe Metallteile ein, die einen Teil  der Kraftlinien kurzschliessen, d. h. die Kraft  linien verkürzen, so wird hierdurch die Be  anspruchung des Isoliermaterials wesentlich  erhöht.

   Baut man dagegen Metallteile derart  ein, dass sie senkrecht zu der Richtung der  elektrostatischen     Kraftlinien    stehen, so tritt      keine Veränderung in deren Verlauf und Länge  ein, so dass der Höchstwert der Durchschlags  festigkeit der Isolation der Spule, der bei der  gegebenen Dimension der Spule zu erreichen  ist, erhalten bleibt. Begründet ist dies da  durch, dass derart angeordnete Metallteile die  elektrostatischen Kraftlinien an Stellen glei  cher Potentialhöhe schneiden. Nun stellt eine  Fläche, die durch die Punkte gleicher Poten  tialhöhe . hindurchgeht, eine     Äquipotential-          fläche    des elektrostatischen Feldes dar.

   Es  werden deshalb gemäss der Erfindung zur  Kühlung     Aletallplatten    verwendet, die senk  recht zu den     elektrostatischen    Kraftlinien,  also in     Äquipotentialflächen,    liegen, verwendet.  



  In der Zeichnung ist der Erfindungsgegen  stand in einem Ausführungsbeispiel in     Fig.    1  im Längsschnitt und in     Fig.    2 im Quer  schnitt veranschaulicht;     Fig.    3 zeigt die An  ordnung der Kühlflächen in grösserem     Dlass-          stabe,    und in     Fig.    4 ist schematisch der Ver  lauf der elektrostatischen     Kraftlinien    und die  Lage der     Äquipotentialflächen    dargestellt.  



  In     Fig.    1 und 2 ist eine auf einen     Eisen..          kern        7v    aus mehreren in Reihe geschalteten       Teilenspulen        si,        s_,        sa,        s.4,        l::,    bestehende Hoch  spannungsspule, die in das Isoliergehäuse i  eingebaut ist, dargestellt.  



  Die     Äquipotentialflächen    des elektrischen  Feldes stehen     angenähert    senkrecht zur Spulen  ase. Zur Ableitung der in der Spule erzeug  ten     Wärme    an die Wand des     Isoliergehäuses     werden nun Platten     l    aus gut wärmeleiten  dem     Material,    z. B. Kupfer, zwischen die ein  zelnen Teilspulen     si,        s2    usw. gelegt.

   Die       Wärmeleitfähigkeit    von Kupfer ist zum Bei  spiel das 1000- bis     2000-fache    derjenigen der       Ausgussmasse.    Wenn somit die Dicke der  Platten     l    etwa     '/:.,o    der Höhe des mit Masse  erfüllten Zwischenraumes zwischen zwei Plat  ten beträgt, so verbessert die Einrichtung die       Wärmeleitung    um das<B>50-</B> bis     100-fache,    d.     1i.     die Wärmeleitung wird fast ausschliesslich von  den Platten<B>1</B> übernommen; und die Ausguss-    masse bestreitet ausschliesslich die Isolation  zwischen den Flächen gleichen Potentials 1  in der     Feldrichtun'-.     



       Zur        Ableitung    der im Eisenkern     erzeugten     Wärme kann die     an    das Isoliergehäuse an  schliessende Flüche des Eisenkernes durch die  Flügel     h        vergriWert    und somit die     Wärme-          ableitung    und der     Warmeübergang    zur Ge  häusewand verbessert werden.  



  Zur     Verringerung    des     Übergangsgefälles     an der     Gehäusewand    können die wärmeleiten  den Platten mit einem verbreiterten Rand     r     nach     Fig.    3     versehen    werden.  



  Die beschriebene     Anordnung    ist prinzipiell  nicht auf Apparate mit Isoliergehäuse be  schränkt, doch ergibt sieh bei letzterem die       zwangsloseste    Anordnung des Wärmeweges.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Einrichtung zur Wärmeableitung bei in Isoliermasse eingegossenen Hochspannungs- spulen, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule in mehrere unter sich in Reihe geschaltete Teilspulen unterteilt und zwischen den Teil spulen in die elektrisch und thermisch isolie rende Ausgussinasse gut wärmeleitende Plat ten so eingelegt sind,

   dass die Platten inüg- lichst mit Äquipotentialflächen des elektri schen Feldes zusarninenfallen. UN TERAN SPRtrCIIE 1. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dalä die wärmeleitenden Platten bis an die Innenwandung des Iso- liergehäuses der Spulen geführt sind. 2.

   Einrichtung nach Patentanspruch und Un- teranspi-uch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verringerung des Übergangswä,rme- gefälles die wärmeleitenden Platten an der Innenwand des Isoliergehäuses eine v er- gi,össerte Übergangsfläche besitzen.